多轴振动试验系统静压支撑解耦装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，尤其是属于多轴振动试验系统中激振器和台面之间的连接部分，具体涉及一种多轴振动试验系统静压支撑解耦装置。
【背景技术】
[0002]随着环境试验技术的发展，现今人们对在实验室中再现产品在实际使用的真实振动环境问题给予了很大的关注。鉴于产品在实际运输、储存或者使用过程中所处的振动环境大多为多轴向，人们在该领域已开展了多方面的研究工作，取得了很多的成果。多轴振动试验系统是由多个激振器对同一个工作平台在不同方向激振而构成的。因为单个激振器只能产生驱动方向的振动，所以在多轴振动试验中各激振器与工作平台之间需要通过一种机械解耦装置连接。连接器方面，静压支撑解耦装置是一个关键部件，它可以直接传递载荷，刚度大、无间隙、无摩擦、安装灵活、低维护、使用寿命长，主要应用在多轴振动试验系统中，且静压支撑解耦装置允许一定的角偏差，从而在有效传递载荷的同时保护振动试验系统。随着多轴振动试验技术的发展需要以及对振动系统控制精度要求的提高，本发明静压支撑解耦装置在多轴振动试验系统中具有广泛的应用空间，国外以美国Team公司为代表的振动台制造商，从单自由度到多自由度的振动台大量采用静压支撑技术，大大提高了系统稳定性和控制的精度，目前为止，国内外还未见多轴振动台上采用该静压支撑解耦装置。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种多轴振动试验系统静压支撑解耦装置。利用本发明提供的技术方案，可进行多轴振动试验系统的搭建。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]第一方面，本发明提供了一种多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其包括上连接块、上半球、连接环、下半球以及下连接块，所述上连接块和下连接块各设有一个球窝，所述上半球的上部与上连接块的球窝通过油膜活动连接，所述连接环的上端面与上半球的底部固定连接，所述下半球的底部与连接环的下端面固定连接，所述下连接块的球窝通过油膜与下半球的顶部活动连接。
[0006]作为优选方案，所述上半球的球面和下半球的球面上各设有一个油垫。所述油垫用于承受外界载荷，通过节流孔的反馈自动调节各个油垫处的压力大小，实现极低摩擦的转动和大刚度的轴向运动的传递。
[0007]作为优选方案，所述油垫分别在上半球的球面和下半球的球面分层均匀布置。
[0008]作为优选方案，所述上半球和下半球均为3/4球体。
[0009]作为优选方案，所述上半球内设有进油通道。通过该进油通道给所述油垫提供一定压力的油。
[0010]作为优选方案，所述连接环的上端面和下端面各设有一个环形回油槽，连接环的侧壁均匀地设有进油孔和回油孔。[0011 ] 作为优选方案，所述连接环的内部径向设置有进油通道，连接环的轴向开有通孔。该通孔分别向所述上半球，下半球提供一定压力的油。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0013]1、本发明由于采用双静压支撑球面连接的形式，可应用作多轴单自由度和多轴多自由度振动试验系统中激振器和台面的连接，具有可靠性高，定位精度高，并能长时间维持较高的精度，承载能力强，在试验频段内不会出现共振；
[0014]2、本发明由于采用静压支撑技术，通过调整合适的油膜间隙，可以实现连接器的大刚度、无间隙、极小摩擦、安装灵活、低维护、使用寿命长等特点。
【附图说明】
[0015]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0016]图1为根据本发明提供的一种多轴振动试验系统静压支撑解耦装置的结构示意图；
[0017]图2为本发明中的上半球的结构示意图；
[0018]图3为本发明中的连接环的结构示意图；
[0019]图4为本发明中的上连接块的结构示意图；
[0020]图中:1、上连接块，2、上半球，3、连接环，4、下半球，5、下连接块，6、顶层油垫，7、顶层油垫进油通道，8、底层进油通道，9、底层油垫，10、主进油通道，11、连接环进油管道，12、回油槽，13、半球进油孔，14、出油孔，15、球窝。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0022]由于上半球和下半球的结构相同，上连接块和下连接块的结构也相同，因此，在本发明中，对上半球和下半球的结构描述均以上半球为例，同理对上连接块和下连接块的结构描述均以上连接块为例。
[0023]如图1、图2、图4所示，根据本发明提供的多轴振动试验系统静压支撑解耦装置主要用于多轴振动试验系统中连接激振器和台面，且能将激振器产生的振动能量不失真的传递给台面，从而更加逼真地实现多轴振动环境试验模拟。具体地，静压支撑解耦装置采用拼接式的结构，主要由上连接块1、上半球2、连接环3、下半球4以及下连接块5组成。考虑到静压支撑解耦装置既要传递动态载荷，又要满足在一定范围内自由转动，上半球2和下半球4都设计成球面形状，为了提高静压油膜的承载能力，上半球2和下半球4设计为为3/4球面，在实际工作过程中，以上半球工作为例，外界供给上半球2的压力油通过主进油通道10分别进入到顶层油垫进油通道7和底层油垫进油通道8，从而在顶层油垫6和底层油垫9处形成一定压力的油膜，进而实现上半球2在上连接块1的球窝15中在一定范围内以极小摩擦自由转动，同时由于上连接块1的球窝15和上半球2之间的油膜很薄，可以大大提高轴向传递的刚度。上半球2球面上布置有两层油垫，分别是顶层油垫6和底层油垫9，顶层油垫6沿圆周方向均匀布置4个，底层油垫9沿圆周方向均匀布置4个，此设计一方面便于提高制造精度，更为重要的是均匀布置的油垫能够提高油膜形成的均匀性和油膜的形成速度，从而有利于提高多轴振动试验起振的控制精度，同时该设计还有利于保持流体油膜温度在内部的均匀分布，可大大提高油膜的动态承载力。静压支撑解耦装置包含上半球2和上连接块1以及下半球4和下连接块5，连接块1通过螺栓连接于振动台台面，连接块5通过螺栓连接于激振器，上连接块1可以相对于上半球2在一定范围内以极小摩擦力转动，下连接块5可以相对于下半球4在一定范围内以极小摩擦力转动，因此可以大大提高由于多轴振动控制系统产生的相位误差补偿精度。
[0024]更为具体地，如图2所示，从外界油源系统供给的的压力油通过主进油通道10分别进入4个顶层油垫进油通道7和4个底层油垫进油通道8，在主进油通道10流量和流速一定的情况下，通过4个顶层油垫进油通道7和4个底层油垫进油通道8的流体流量和流速能够基本保持一致，因此在顶层油垫6和底层油垫9处可以产生一致的流体压力，确保静压支撑解耦装置能够在一定动态范围内适应外载荷的变化。
[0025]进一步地，如图1、图3所示，连接环3上设置有连接环进油通道11、半球进油孔13、回油槽12以及出油孔14，外界供给的压力油通过连接环进油通道11经由半球进油孔13分别向上半球2和下半球4供给一定压力的油，然后通过顶层油垫6和底层油垫9循环后流入回油槽12，最后通过出油孔14流回油箱。其中，连接环3的圆柱面上等间隔布置有四个连接环进油通道，便于外界油源系统的统一供油，结构紧凑，使得油膜形成的速度大大提高，有利于加快多轴振动试验系统调试的速度。
[0026]根据本发明提供的多轴振动试验系统静压支撑解耦装置具有可靠性高，定位精度高，并能长时间维持较高的精度，承载能力强，在试验频段内不会出现共振；同时具有大刚度、无间隙、极小摩擦、安装灵活、低维护、使用寿命长等特点，其大刚度和极小的摩擦为多轴振动试验系统的搭建提供了保障。
[0027]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其特征在于，包括上连接块、上半球、连接环、下半球以及下连接块，所述上连接块和下连接块各设有一个球窝，所述上半球的上部与上连接块的球窝通过油膜活动连接，所述连接环的上端面与上半球的底部固定连接，所述下半球的底部与连接环的下端面固定连接，所述下连接块的球窝通过油膜与下半球的顶部活动连接。2.如权利要求1所述的多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其特征在于，所述上半球的球面和下半球的球面上各设有一个油垫。3.如权利要求2所述的多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其特征在于，所述油垫分别在上半球的球面和下半球的球面分层均匀布置。4.如权利要求2所述的多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其特征在于，所述上半球和下半球均为3/4球体。5.如权利要求1所述的多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其特征在于，所述上半球内设有进油通道。6.如权利要求1所述的多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其特征在于，所述连接环的上端面和下端面各设有一个环形回油槽，连接环的侧壁均匀地设有进油孔和回油孔。7.如权利要求1或6所述的多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其特征在于，所述连接环的内部径向设置有进油通道，连接环的轴向开有通孔。
【专利摘要】本发明提供了一种多轴振动试验系统静压支撑解耦装置，其包括上连接块、上半球、连接环、下半球以及下连接块，所述上连接块和下连接块各设有一个球窝，所述上半球的上部与上连接块的球窝通过油膜活动连接，所述连接环的上端面与上半球的底部固定连接，所述下半球的底部与连接环的下端面固定连接，所述下连接块的球窝通过油膜与下半球的顶部活动连接。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明由于采用双静压支撑球面连接的形式，可应用作多轴单自由度和多轴多自由度振动试验系统中激振器和台面的连接，具有可靠性高，定位精度高，并能长时间维持较高的精度，承载能力强，在试验频段内不会出现共振。
【IPC分类】F16C11/06, F16C32/06
【公开号】CN105275974
【申请号】CN201510812026
【发明人】文祥, 李太平, 陈昌亚, 洪岩, 王营营, 李霖圣
【申请人】上海卫星装备研究所
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月20日